(57)【要約】  本発明は、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹに関する。ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、超音波放出器ユニットＵＥＵによって放出又は反射される被受信超音波信号に基づいて変調されるＲＦ信号を放出する。超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置は、超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴ１に基づいて決定される。
2019509854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射されるＲＦ信号に基づいて、超音波放出器ユニットに対する前記ＲＦトランスポンダ回路の位置を決定するためのシステムであって、前記システムが、
ＲＦ放出器ユニットと、
ＲＦ検出器ユニットと、
前記超音波放出器ユニットと、
位置決定ユニットと
を備え、
前記ＲＦ放出器ユニットが、前記ＲＦトランスポンダ回路にエネルギーを供給するための前記ＲＦ信号を放出し、
前記ＲＦ検出器ユニットが、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号の変調を検出し、
前記超音波放出器ユニットが、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号を変調するための超音波信号を放出し、
前記位置決定ユニットが、前記ＲＦ検出器ユニット及び前記超音波放出器ユニットと通信するように動作し、また、前記超音波放出器ユニットによる超音波信号の放出と、前記ＲＦ検出器ユニットによる、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号における対応する変調の検出との間の時間差に基づいて、前記超音波放出器ユニットに対する前記ＲＦトランスポンダ回路の位置を決定し、
前記変調が、位相変調、振幅変調、パルスシーケンス変調及びコード変調のうちの少なくとも１つを含む
システム。
【請求項２】
前記超音波放出器ユニットが、４０ｋＨｚ以上の周波数の超音波信号を放出する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ＲＦ放出器ユニットが、前記ＲＦ信号を前記ＲＦトランスポンダ回路に送信するためのＲＦ放出器ユニットアンテナを備え、
前記ＲＦ放出器ユニットアンテナが前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号を検出するための前記ＲＦ検出器ユニットへの入力としてさらに働くよう、前記ＲＦ放出器ユニットアンテナが前記ＲＦ放出器ユニット及び前記ＲＦ検出器ユニットの両方に結合される、
請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ＲＦトランスポンダ回路が機械共振周波数を有し、また、前記超音波放出器ユニットが、前記ＲＦトランスポンダ回路の前記機械共振周波数とは異なる周波数の超音波信号を放出する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記超音波放出器ユニットが複数の超音波放出器を含み、また、前記位置決定ユニットが、前記超音波放出器ユニット内の複数の前記超音波放出器の各々による超音波信号の放出と、前記ＲＦ検出器ユニットによる、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号におけるその対応する変調の検出との間の時間差のセットに基づいて、前記超音波放出器ユニットに対する前記ＲＦトランスポンダ回路の位置を決定する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
少なくとも第２のＲＦ検出器ユニットをさらに備え、
前記位置決定ユニットが少なくとも前記第２のＲＦ検出器ユニットと通信するように動作し、
前記位置決定ユニットが、前記超音波放出器ユニットによる超音波信号の放出と、前記ＲＦ検出器ユニットによる、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号における対応する変調の検出との間の前記時間差と、前記超音波放出器ユニットによる前記超音波信号の放出と、少なくとも前記第２のＲＦ検出器ユニットによる、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号における対応する前記変調の検出との間の時間差との間の時間遅延に基づいて、前記ＲＦ検出器ユニット及び少なくとも前記第２のＲＦ検出器ユニットに対する前記ＲＦトランスポンダ回路の位置をさらに決定する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＲＦ検出器ユニットが、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号を無線で検出する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項の前記システムと共に使用するためのＲＦトランスポンダ回路であって、前記ＲＦトランスポンダ回路が、
少なくとも１つのアンテナと、
超音波検出器と、
変調器と
を備え、
少なくとも１つの前記アンテナが、受け取ったＲＦ信号を前記ＲＦトランスポンダ回路にエネルギーを供給するための第１の電気信号に変換し、
前記超音波検出器が、受け取った超音波信号を第２の電気信号に変換し、
前記変調器が、前記第２の電気信号を受け取り、且つ、少なくとも１つの前記アンテナに、前記第２の電気信号に基づいて変調される前記ＲＦ信号を放出又は反射させる
ＲＦトランスポンダ回路。
【請求項９】
前記変調が、
ｉ）前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号の周波数の変更、
ｉｉ）前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号の位相の変更、
ｉｉｉ）前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号の振幅の変更、
ｉｖ）前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号のパルスシーケンスの変更、
ｖ）前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号中に符号化されるコードの変更
のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載のＲＦトランスポンダ回路。
【請求項１０】
前記変調器がバラクターダイオードを含み、
前記バラクターダイオードが前記アンテナ及び前記超音波検出器に接続され、前記バラクターダイオードの両端間の電圧が第１の電圧である場合、第１の電気共振周波数を有する同調回路を提供し、
前記超音波検出器が前記超音波信号を受け取ると、前記超音波検出器によって生成される前記第２の電気信号が前記バラクターダイオードの両端間の前記電圧を前記第１の電圧から第２の電圧に変更し、また、前記同調回路が第２の電気共振周波数を有するよう、前記超音波検出器が前記同調回路に接続される、
請求項８又は９に記載のＲＦトランスポンダ回路。
【請求項１１】
前記変調器が、
少なくとも１つの前記アンテナに、前記第２の電気信号に基づいて変調される前記ＲＦ信号を放出又は反射させる周波数変調器、
少なくとも１つの前記アンテナに、前記第２の電気信号に基づいて変調される前記ＲＦ信号を放出又は反射させる位相変調器、
少なくとも１つの前記アンテナに、前記第２の電気信号に基づいて変調される前記ＲＦ信号を放出又は反射させる振幅変調器、
少なくとも１つの前記アンテナに、前記第２の電気信号に基づいて、所定のパルスシーケンスを使用して変調される前記ＲＦ信号を放出又は反射させるパルスシーケンス符号器、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項８又は９に記載のＲＦトランスポンダ回路。
【請求項１２】
請求項８に記載のＲＦトランスポンダ回路と、基板とを備え、
前記ＲＦトランスポンダ回路が前記基板に取り付けられている、
無線タグ。
【請求項１３】
無線タグ又は前記ＲＦトランスポンダ回路がそれぞれ機械共振周波数を有し、また、前記機械共振周波数が、少なくとも１つの前記アンテナによって放出又は反射される前記ＲＦ信号の変調をもたらす受け取った前記超音波信号の周波数とは異なる、請求項１２に記載の無線タグ又は請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のＲＦトランスポンダ回路。
【請求項１４】
請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のＲＦトランスポンダ回路と、ｉ）磁気追跡システム、又は、光、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴの画像化システムによって追跡されるフィデューシャル、又はｉｉ）超音波、電磁、ＲＦ、マイクロ波、赤外線及び光放射のうちの少なくとも１つに応答するトランシーバユニットとを備え、
前記フィデューシャル又は前記トランシーバユニットが前記ＲＦトランスポンダ回路に対して固定された位置に保持される、
無線ユニット。
【請求項１５】
追跡装置であって、
請求項１４に記載の無線ユニットと、
請求項１に記載のシステムと、
ｉ）フィデューシャル追跡システム又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットのいずれかを備える無線ユニット追跡システムと、
を備え、前記ｉ）フィデューシャル追跡システムが、前記ｉ）フィデューシャル追跡システムと前記フィデューシャルとの間に基づいて、又は前記ｉｉ）トランシーバ追跡ユニットが前記ｉｉ）トランシーバ追跡ユニットと前記トランシーバユニットとの間で送信される信号に基づいて、前記無線ユニットの位置を決定し、
前記フィデューシャル追跡システムが、磁気追跡システム、又は、光、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴの画像化システムのいずれかであり、また、前記フィデューシャルの位置を含む画像を提供する、
追跡装置。
【請求項１６】
前記超音波放出器ユニットが超音波フィールド座標系を有する超音波画像化プローブである、請求項１５に記載の追跡装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の前記追跡装置を制御するようプロセッサ上で実行するための命令であって、前記プロセッサ上で実行されると、前記プロセッサが、
前記超音波画像化プローブを使用して、前記超音波フィールド座標系で超音波画像を生成するステップと、
前記フィデューシャル追跡システムを使用して、前記フィデューシャルの位置を含む、磁気、光、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴの画像を生成するステップと、
前記ＲＦ放出器ユニットに、ＲＦトランスポンダ回路にエネルギーを供給するための前記ＲＦ信号を放出させるステップと、
前記ＲＦ検出器ユニットに、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号を検出させるステップと、
前記超音波放出器ユニットに、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号を変調するための超音波信号を放出させるステップと、
前記超音波放出器ユニットによる超音波信号の放出と、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調の前記ＲＦ検出器ユニットによる検出との間の時間差に基づいて、前記超音波放出器ユニットに対する前記ＲＦトランスポンダ回路の位置を決定するステップと、
前記超音波放出器ユニットに対する前記ＲＦトランスポンダ回路の決定された位置に基づいて、また、前記フィデューシャル追跡システムによって生成された画像中の前記フィデューシャルの位置に基づいて、前記超音波フィールド座標系を前記フィデューシャル追跡システムの座標系に移すことにより、前記超音波画像を前記フィデューシャル追跡システムによって生成される画像にマッピングするステップと、
を実施するための命令を備える、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１８】
請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のＲＦトランスポンダ回路を備える、針、カテーテル、誘導線、プローブ、内視鏡、電極、ロボット、フィルタデバイス、バルーンデバイス、ステント、僧帽弁クリップ、左心房付属器閉鎖デバイス、大動脈弁、ペースメーカー、静脈ライン、ドレナージライン、又は、組織密閉デバイス若しくは組織切断デバイスなどの外科ツールである、医療デバイス。
【請求項１９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム及び請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のＲＦトランスポンダ回路を備える、位置決定装置。
【請求項２０】
プロセッサ上で実行されると、前記プロセッサが、ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射されるＲＦ信号に基づいて超音波放出器ユニットに対する前記ＲＦトランスポンダ回路の位置を決定するためのシステムと共に使用するための位置決定方法であって、
ＲＦ放出器ユニットに、前記ＲＦトランスポンダ回路にエネルギーを供給するためのＲＦ信号を放出させるステップと、
ＲＦ検出器ユニットに、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射されるＲＦ信号を検出させるステップと、
前記超音波放出器ユニットに、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射されるＲＦ信号を変調するための超音波信号を放出させるステップと、
前記超音波放出器ユニットによる超音波信号の放出と、前記ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射される前記ＲＦ信号における対応する変調の前記ＲＦ検出器ユニットによる検出との間の時間差に基づいて、前記超音波放出器ユニットに対する前記ＲＦトランスポンダ回路の位置を決定するステップと
を有する当該位置決定方法のステップを実施するための命令を備える、コンピュータプログラム。
【請求項２１】
請求項１に記載のシステムを備え、前記システムの前記超音波放出器ユニットが、ｉ）光画像化システムによって追跡されるためのフィデューシャル、又はｉｉ）超音波、電磁、ＲＦ、マイクロ波、赤外線及び光放射のうちの少なくとも１つに応答するトランシーバユニットをさらに備え、また、前記フィデューシャル又は前記トランシーバユニットが、前記超音波放出器ユニットに対して固定された位置に保持されるレジストレーション装置であって、前記レジストレーション装置が、
ｉ）フィデューシャル追跡システム又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットのいずれかを備える超音波放出器ユニット位置決定ユニット
をさらに備え、前記ｉ）フィデューシャル追跡システムが、前記ｉ）フィデューシャル追跡システムと前記フィデューシャルとの間で送信される信号に基づいて、又は、前記ｉｉ）トランシーバ追跡ユニットが、前記ｉｉ）トランシーバ追跡ユニットと前記トランシーバユニットとの間で送信される信号に基づいて、前記超音波放出器ユニットの位置を決定し、また、
前記フィデューシャル追跡システムが光画像化システムであり、前記フィデューシャルの位置を含む画像を提供する、
レジストレーション装置。
【請求項２２】
前記超音波放出器ユニットが超音波フィールド座標系を有する超音波画像化プローブである、請求項２１に記載のレジストレーション装置。
【請求項２３】
請求項８に記載のＲＦトランスポンダ回路をさらに備える、請求項２２に記載のレジストレーション装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載のレジストレーション装置と共に使用するためのコンピュータ実施マッピング方法であって、前記コンピュータ実施マッピング方法が、
前記超音波放出器ユニット位置決定ユニットの前記トランシーバ追跡ユニットから、前記トランシーバユニットからの戻り信号を生成するためのプローブ信号を送信するステップと、
前記トランシーバ追跡ユニットを使用して、送信された前記プローブ信号に応答して生成された前記戻り信号を検出するステップと、
前記プローブ信号及び前記戻り信号に基づいて、前記超音波放出器ユニット位置決定ユニットの座標系における前記超音波放出器ユニット位置決定ユニットに対する前記超音波放出器ユニットの位置を計算するステップと、
前記超音波放出器ユニット位置決定ユニットに対する前記超音波放出器ユニットの位置に基づいて、前記超音波フィールド座標系における前記システムの前記位置決定ユニットによって決定された、前記超音波放出器ユニットに対する前記ＲＦトランスポンダ回路の位置を、前記超音波放出器ユニット位置決定ユニットの前記座標系にマッピングするステップと
を有する、コンピュータ実施マッピング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線位置決定に関する。ＲＦトランスポンダ回路が開示され、ＲＦトランスポンダ回路は、一般的には対象に取り付けてそれらの位置を追跡することができる。ＲＦトランスポンダ回路は、消費者製品及び健康管理デバイスを始めとする広範囲にわたる産業に使用することができる。特定の一アプリケーションでは、ＲＦトランスポンダ回路は、超音波画像診断プローブの超音波フィールドにおけるその位置を追跡するために、カテーテル又は針などの医療デバイスに取り付けることができる。ＲＦトランスポンダ回路を追跡するためのシステムが同じく開示される。
【背景技術】
【０００２】
多くの産業領域において、対象の位置を追跡することができることが有利である。さらなる利点は、これを無線で実施する能力によって得られる。医療分野においては、医療処置中の関心領域内におけるそれらの位置を決定するために、カテーテル及び針などの介在デバイスの位置を無線で追跡することがとりわけ有利である。介在デバイスの位置は、引き続いて、超音波、コンピュータ断層撮影即ちＣＴ、ポジトロン放射断層撮影即ちＰＥＴ、単一光子放射断層撮影即ちＳＰＥＣＴ画像などの関心領域の対応する医療画像にマッピングすることができる。このようなマッピングは、追跡されるデバイスの可視性を改善することができ、また、医療画像中の特徴に関するその位置の識別を同じく改善することができる。
【０００３】
米国特許第７５７５５５０（Ｂ１）号は、基準フレームに対する対象の配置を決定するための装置を記述している。装置は、対象の近傍に電磁界を発生する磁場発生器及び対象に固定されるトランスデューサを含む。トランスデューサは、米国特許第３７１３１３３（Ａ）号で開示されている原理に従って所定の振動周波数で振動し、且つ、電磁界との相互作用に応答してエネルギーを放出する。対象の近傍の検出器を利用して、トランスデューサによって放出されるエネルギーが検出され、また、それに応答して信号を生成する。検出器信号を受け取り、且つ、処理して対象の座標を決定するための信号プロセッサが同じく含まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
知られている追跡システムの欠点は、とりわけ追跡システムと追跡される対象の間の分離が大きい場合に、正確な追跡を実施するために大電力発生器及びトランスデューサを使用する必要性を含む。その上、既存のシステムは、小型化がいく分か困難であり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがってＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号に基づいて、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹが提供される。システムは、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥと、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤと、超音波放出器ユニットＵＥＵと、位置決定ユニットＰＤＵとを含む。ＲＦ放出器ユニットＲＦＥは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣにエネルギーを供給するためのＲＦ信号を放出するように構成される。ＲＦ検出器ユニットＲＦＤは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を検出するように構成される。超音波放出器ユニットＵＥＵは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を変調するための超音波信号を放出するように構成される。その上、位置決定ユニットＰＤＵは、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤ及び超音波放出器ユニットＵＥＵと通信するように動作し、また、超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴ１に基づいて、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するように構成される。
【０００６】
ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を追跡するために、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって放出されるＲＦ信号は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣにエネルギーを供給し、即ちＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに電力を引き渡す。超音波放出器ユニットＵＥＵによって放出される超音波信号は、ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射されるＲＦ信号を変調する。ＲＦ検出器ユニットＲＦＤは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を検出する。ＲＦトランスポンダ回路によって放出又は反射されるＲＦ信号を最終的に変調する超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間遅延は、本明細書においてはΔＴ１として定義される。時間遅延ΔＴ１は、超音波信号が超音波放出器ユニットＵＥＵからＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣまで移動するための時間期間と、変調されたＲＦ信号がＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣからＲＦ検出器ユニットＲＦＤまで移動するための時間期間との合計に等しい。ＲＦの３×１０８ｍ／ｓの伝搬速度と、空中における超音波の約３３０ｍ／ｓの伝搬速度との間の著しい相違のため、時間遅延ΔＴ１は、実質的に超音波信号が超音波放出器ユニットＵＥＵからＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣまで移動するための時間期間に等しい。水をベースとするその組成が約１５００ｍ／ｓの超音波伝搬速度を提供する人体を含む他の媒体中にＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣが浸され、或いは埋没された場合も実質的に同様である。したがって超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置、又はより詳細には超音波放出器ユニットＵＥＵとＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの間の範囲即ち距離は、この時間差ΔＴ１に基づいて決定することができる。この範囲は、時間差ΔＴ１と、超音波放出器ユニットＵＥＵとＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの間の媒体中における超音波伝搬の速度とを掛け合わせることによって計算することができる。
【０００７】
別の構成では、上記時間差ΔＴ１に基づく代わりに、或いは全くこの時間差に基づくことに加えて、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの決定される位置は、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの角位置を含むことができる。この角位置は、例えば超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出の方向に基づいて決定することができる。この角位置は、別法又は追加として、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ内の超音波検出器ＵＤの角感度に基づくことも可能である。時間遅延情報と組み合わせて使用される場合、この角位置は、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの三次元における位置の決定を可能にする。
【０００８】
本発明の一態様によれば、超音波放出器ユニットＵＥＵは、４０ｋＨｚ以上の周波数の超音波信号を放出するように構成される。約３０ｋＨｚ未満の周波数の超音波信号は、いくつかの構造では機械的な振動の原因になることが知られている。４０ｋＨｚ以上の周波数の超音波を使用することにより、システムの位置決定態様に対する妨害を除去することができる。もっと高い周波数範囲の使用は、より短い波長の超音波信号が使用されることを同じく意味する。したがってさらに優れた位置決定精度を提供することができる。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、システムＳＹのＲＦ放出器ユニットＲＦＥは、ＲＦ信号をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに送信するためのＲＦ放出器ユニットアンテナを含む。その上、ＲＦ放出器ユニットアンテナは、ＲＦ放出器ユニットアンテナがＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を検出するためのＲＦ検出器ユニットＲＦＤへの入力として同じく働くよう、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥ及びＲＦ検出器ユニットＲＦＤに結合される。ＲＦ信号の送信及び受信の両方のためにＲＦ放出器ユニットアンテナを使用することにより、電子回路機構の複雑性が軽減される。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは機械共振周波数を有する。その上、超音波放出器ユニットＵＥＵは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの機械共振周波数とは異なる周波数の超音波信号を放出するように構成される。そのようにすることにより、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの超音波誘導機械振動が回避され、このような超音波誘導機械振動がＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって検出されるＲＦ信号の変調を妨害する危険を大幅に除去する。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、変調は、ｉ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の周波数の変更、ｉｉ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の位相の変更、ｉｉｉ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の振幅の変更、ｉｖ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号のパルスシーケンスの変更、ｖ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号中に符号化されるコードの変更のうちの少なくとも１つを含む。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、超音波放出器ユニットＵＥＵ２、ＵＥＵ３は、複数の超音波放出器ＵＥａ１．．ａｎを含む。放出器の各々は、時間差ΔＴａ１．．ａｎのセットを提供するために超音波信号を放出する。位置決定ユニットＰＤＵ２、ＰＤＵ３は、超音波放出器ユニットＵＥＵ２、ＵＥＵ３内の複数の超音波放出器の各々による超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号におけるその対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴａ１．．ａｎのセットに基づいてＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定する。有利には決定される位置の精度が改善される。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、少なくとも第２のＲＦ検出器ユニットＲＦＤ２が提供される。その上、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤ及び少なくとも第２のＲＦ検出器ユニットＲＦＤ２に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置は、上で定義された時間差ΔＴ１と、超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、少なくとも第２のＲＦ検出器ユニットＲＦＤ２による、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調の検出との間の時間差ΔＴ２との間の時間遅延ΔＴ３に基づいて決定される。有利にはこれは、決定される位置の精度を改善する。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣが開示される。有利にはＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を電気的に変調し、それにより位置決定の完全性を改善する。その上、電気的な変調は、ＲＴＣの小型化を許容することによって設計自由度を改善する。
【００１５】
別の態様によれば、無線ユニットＷＵが開示される。無線ユニットは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣと、ｉ）磁気追跡システム、又は、光、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴの画像化システムによって追跡されるためのフィデューシャルＦＩＤ、又はｉｉ）超音波、電磁、ＲＦ、マイクロ波、赤外線及び光放射のうちの少なくとも１つに応答するトランシーバユニットＴＵとを含む。フィデューシャルＦＩＤ又はトランシーバユニットＴＵは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに対して固定された位置に保持され、即ちフィデューシャルＦＩＤ又はトランシーバユニットＴＵは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに機械的に接続される。
【００１６】
別の態様によれば、追跡装置ＴＡが開示される。追跡装置ＴＡは、無線ユニットＷＵと、システムＳＹと、ｉ）フィデューシャル追跡システムＦＴＳ又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットＴＴＵのいずれかを備える無線ユニット追跡システムＷＵＴＳとを含み、ｉ）フィデューシャル追跡システムＦＴＳ又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットＴＴＵは、相応じてｉ）フィデューシャル追跡システムＦＴＳとフィデューシャルＦＩＤの間、又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットＴＴＵとトランシーバユニットＴＵの間で送信される信号に基づいて無線ユニットＷＵの位置を決定するように構成される。フィデューシャル追跡システムＦＴＳは、磁気追跡システム、又は、光、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴの画像化システムのいずれかであり、また、フィデューシャルＦＩＤの位置を含む画像を提供するように構成される。
【００１７】
別の態様によれば、レジストレーション装置ＲＡが開示される。レジストレーション装置ＲＡはシステムＳＹを含み、システムＳＹの超音波放出器ユニットＵＥＵは、ｉ）光画像化システムによって追跡されるためのフィデューシャルＦＩＤ、又はｉｉ）超音波、電磁、ＲＦ、マイクロ波、赤外線及び光放射のうちの少なくとも１つに応答するトランシーバユニットＴＵをさらに含み、フィデューシャルＦＩＤ又はトランシーバユニットＴＵは、超音波放出器ユニットＵＥＵに対して固定された位置に保持される。レジストレーション装置ＲＡは、ｉ）フィデューシャル追跡システムＦＴＳ又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットＴＴＵのいずれかを備える超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵをさらに含み、ｉ）フィデューシャル追跡システムＦＴＳ又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットＴＴＵは、相応じてｉ）フィデューシャル追跡システムＦＴＳとフィデューシャルＦＩＤの間、又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットＴＴＵとトランシーバユニットＴＵの間で送信される信号に基づいて超音波放出器ユニットＵＥＵの位置を決定するように構成される。この態様では、フィデューシャル追跡システムＦＴＳは光画像化システムであり、また、フィデューシャルＦＩＤの位置を含む画像を提供するように構成される。
【００１８】
方法のステップ及びコンピュータプログラム製品を含む本発明の他の態様は、独立請求項に定義されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹを含む位置決定装置ＰＤＡの第１の実施形態をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣと共に示す図である。
【図２】アンテナＡＮ、超音波検出器ＵＤ及び変調器ＭＯＤを含むＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを示す図である。
【図３】直列ＬＣＲ同調回路の一部を形成するバラクターダイオードＶＡＲ１によって変調が提供されるＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを示す図である。
【図４】図１のシステムＳＹと共に使用することができる位置決定方法の様々な方法のステップを示す図である。
【図５Ａ】別の例示的ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを例示的ＲＦ放出器ＲＦＥ及び例示的ＲＦ検出器ＲＦＤと共に示す図である。
【図５Ｂ】負荷変調を使用して後方散乱放射を変調する別の例示的ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを示す図である。
【図６】位相変調器回路の例示的略図である。
【図７】ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ及び基板Ｓを備える無線タグＷＴを示す図である。
【図８】ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを含む医療用針ＮＤＬを示す図である。
【図９】超音波放出器ユニットＵＥＵ２に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹ２を含む位置決定装置ＰＤＡ２の第２の実施形態をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣと共に示す図である。
【図１０】超音波放出器ユニットＵＥＵ３に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹ３を含む位置決定装置ＰＤＡ３の第３の実施形態をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣと共に示す図である。
【図１１】超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹ４を含む位置決定装置ＰＤＡ４の第４の実施形態をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣと共に示す図である。
【図１２】超音波放出器ユニットＵＥＵ、無線ユニット追跡システムＷＵＴＳ、及びＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣとフィデューシャルＦＩＤ又はトランシーバユニットＴＵとを含む無線ユニットＷＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹを含む追跡装置ＴＡを示す図である。
【図１３】システムＳＹを含むレジストレーション装置ＲＡであって、システムＳＹの超音波放出器ユニットＵＥＵがフィデューシャルＦＩＤ又はトランシーバユニットＴＵと、対応するフィデューシャル追跡システムＦＴＳ又はトランシーバ追跡ユニットＴＴＵを有する超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵとを含むレジストレーション装置ＲＡを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の原理を示すために、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣが医療用針に取り付けられ、また、システムＳＹを使用して、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を介して医療用針が追跡される様々な実施形態が説明される。医療アプリケーション分野では、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣをカテーテル、誘導線、プローブ、内視鏡、電極、ロボット、フィルタデバイス、バルーンデバイス、ステント、僧帽弁クリップ、左心房付属器閉鎖デバイス、大動脈弁、ペースメーカー、静脈ライン、ドレナージライン、それらの追跡に使用するための組織密閉デバイス又は組織切断デバイスなどの外科ツールなどの他の医療又は介在デバイスに取り付けることが同じく企図されている。しかしながらＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、一般に対象に取り付けてそれらの位置を追跡することができることを認識されたい。その上、空中に置かれ、或いは水をベースとする媒体中に浸され又は埋没されると、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置が追跡される例が提供されているが、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣが一般に媒体中に浸され、或いは埋没されると、同様の方式で追跡が実施され得ることを認識されたい。したがって本発明は、詳細には対象追跡、安全保護、支払い及び認証目的のために無線周波数識別即ちＲＦＩＤタグが現在使用されている領域などの領域において広範囲にわたるアプリケーションを見出している。
【００２１】
図１は、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹを含む位置決定装置ＰＤＡの第１の実施形態をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣと共に示したものである。システムＳＹは、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥ、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤ、超音波放出器ユニットＵＥＵ及び位置決定ユニットＰＤＵを含む。
【００２２】
図１のＲＦ放出器ユニットＲＦＥは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣにエネルギーを供給するためのＲＦ信号を放出するように構成される。ＲＦ信号は、従来、約３ｋＨｚから約３００ＧＨｚまでの周波数範囲内にあるものとして認識されている。この周波数範囲のＲＦ信号は、これらを使用してＲＦトランスポンダ回路にエネルギーを供給することができ、即ちＲＦトランスポンダ回路に電力を伝達することができるため、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥのために適している。後で説明されるように、無線周波数識別即ちＲＦＩＤ技術、近距離フィールド通信即ちＮＦＣ技術及び無線電力技術に使用されている技法などの技法は、所望の電力伝達をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに提供するために企図されている。放出されるＲＦ信号は、パルス化されても、或いは持続波であってもよく、より単純な設計の観点から持続波が好ましい。
【００２３】
図１のＲＦ放出器ＲＦＥは、ＲＦ信号を放射するためのアンテナ（図１には示されていない）を含むことができる。ストリップ線路、スロット、パッチ、コイル、モノポール又はダイポールアンテナを含む様々なタイプのアンテナがこの目的のために適している。ＲＦ放出器ＲＦＥはアンテナアレイを含むことができ、アレイ内の個々のアンテナに送信される信号の位相が、知られているビーム形成技法を使用して、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって放出されるＲＦ放出の方向を制御する指令によって設定されることが同じく企図されている。このようなビーム形成技法によって提供される改善された指向性は、有利には近傍の電子システムに対する妨害を低減することができ、或いはＲＦ放出の電力を低減することができる。好ましいことにはアンテナは、導電コイルの形態のインダクタによって提供される。これは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ内の対応する導電コイルに電力を伝達するために配置することができる。したがってＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ内のアンテナは、知られているＲＦＩＤ又はＮＦＣシステム内のアンテナと同様のやり方で動作することができる。ＲＦＩＤ及びＮＦＣ無線電力の原理を使用して、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥとＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの間のエネルギー伝達は、したがって主として２つの誘導コイル間の磁気結合によって提供され得る。例えば遠距離フィールドにおける電力伝達は、典型的にはこれらのプロセスの組合せを介して生じるＲＦＩＤ技術に使用される方式と同様の方式で、ＲＦ放出器ユニットからＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣへ容量的に、或いは容量結合と誘導結合の組合せを介して電力を伝達することが同じく企図されている。
【００２４】
任意選択で図１のＲＦ放出器ＲＦＥは、共通のアンテナを図１のＲＦ検出器ユニットＲＦＤと共有することができる。したがってシステムＳＹのＲＦ放出器ユニットＲＦＥは、ＲＦ信号をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに送信するためのＲＦ放出器ユニットアンテナを含むことができる。その上、ＲＦ放出器ユニットアンテナは、ＲＦ放出器ユニットアンテナがＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を検出するためのＲＦ検出器ユニットＲＦＤへの入力としてさらに働くよう、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥ及びＲＦ検出器ユニットＲＦＤの両方に結合することができる。結合、より詳細には電気結合は、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥ及びＲＦ検出器ユニットＲＦＤの両方へのハードワイヤリングを含むことができ、或いは２つのユニットの間を切り換えるための機械式又はトランジスタスイッチなどのスイッチを含むことができる。ＲＦ信号の検出及び知覚の両方に対してＲＦ放出器ユニットアンテナを使用することにより、電子回路機構の複雑性が軽減される。
【００２５】
概して、図１のＲＦ放出器ＲＦＥによって放出されるＲＦ信号の厳密な周波数は重要ではなく、また、既存のハードウェアの可用性、及び送信するＲＦ放出器ユニットＲＦＥ上及びＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ上のＲＦアンテナのサイズなどの他の要因は、使用される実際の周波数に影響を及ぼす。したがって典型的には３ｋＨｚ乃至３００ＧＨｚの範囲の周波数として定義されるＲＦ周波数は、ＲＦ放出器ＲＦＥによって放出されるＲＦ信号の周波数に適している。有効な電力伝達をＲＦトランスポンダ回路に提供するために、好ましいことにはＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは共振周波数を有し、また、好ましいことにはＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって放出されるＲＦ信号は、この共振周波数を含む帯域幅を有する。水をベースとする媒体中では、侵入度が小さくなり、且つ、周波数が高くなるため、この範囲内のより低い周波数を使用するのに有利である。実際的な理由により、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって放出されるＲＦ信号の好ましい周波数範囲は、１ＭＨｚから１０００ＭＨｚまで、２ＭＨｚから３００ＭＨｚまで、又は１０ＭＨｚから１００ＭＨｚまでである。２５２ＭＨｚ及び８００ＭＨｚの特定の周波数は、有利にはそれぞれＧＳＭ（登録商標）通信からの妨害を制限し、また、水中で合理的に高い磁界侵入を有する。
【００２６】
図１に戻ると、図１のＲＦ検出器ユニットＲＦＤは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を検出するように構成される。その上、超音波放出器ユニットＵＥＵは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を変調するための超音波信号を放出するように構成される。したがって動作中、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって放出されたＲＦ信号を受け取る。ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣにエネルギーが供給され、即ちこれらの受け取ったＲＦ信号によって電力が供給される。また、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、超音波放出器ユニットＵＥＵから超音波信号を同じく受け取り、これらの超音波信号は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を変調する。
【００２７】
図には示されていないが、任意選択でＲＦ検出器ユニットＲＦＤ及び／又は位置決定ユニットＰＤＵは、追加としてＲＦ放出器ユニットＲＦＥと通信するように動作することができ、また、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥから同期化信号を受け取るように構成することができる。改善された感度及びそれによるＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置決め精度は、これによるものであることが分かっている。同期化信号は、例えばＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって放出される元の非変調ＲＦ信号であってもよい。これは、例えばワイヤードリンクによってＲＦ放出器ユニットＲＦＥから受け取ることができ、また、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を復調するために使用することができる。別法としてこのような同期化信号は、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって検出され、且つ、知られているＲＦ搬送波信号回復技法を使用して回復されたＲＦ信号の一部として検出することも可能である。
【００２８】
超音波信号は、従来、約２０ｋＨｚを超える音響信号として認識されている。超音波信号のこの広い範囲は、一般に超音波放出器ユニットＵＥＵの超音波放出に適している。水をベースとする媒体中では高い周波数の超音波の減衰が大きくなるため、このような環境における小電力動作を提供するためには、この範囲内のより低い周波数を使用することが有利である。既存のハードウェアからの超音波信号の提供を含む他の要因も、同じく超音波周波数の選択に影響を及ぼし得る。多くの超音波トランスデューサ、例えば磁気ひずみ超音波トランスデューサは、２０〜４０ｋＨｚの範囲で容易に利用することができ、また、この目的のために適している。圧電トランスデューサは、微小電気機械システム即ちＭＥＭＳ、又は容量性微小機械加工超音波トランスデューサ即ちＣＭＵＴタイプのトランスデューサであるため、圧電トランスデューサも同じく適しており、容量性微小機械加工超音波トランスデューサ即ちＣＭＵＴタイプのトランスデューサは、ＭＨｚ領域における超音波信号の生成にはうってつけである。その上、超音波画像化システムのプローブは、典型的には１ＭＨｚから２０ＭＨｚまでの周波数範囲で動作し、また、一実施形態の中で追って説明されるように、これは超音波放出器ユニットＵＥＵとして同じく働き得る。水をベースとする媒体中における減衰及び現在のハードウェアの可用性を含む様々なトレードオフにより、超音波放出器ユニットＵＥＵの１００ｋＨｚから５０ＭＨｚまで、又は１ＭＨｚから２０ＭＨｚまでの超音波放出のための好ましい周波数範囲が得られる。
【００２９】
受け取った超音波信号によって誘導されるＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの機械的な振動が、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって最終的に検出されるＲＦ信号の意図された電気変調を妨害する危険を回避するために、好ましいことには図１の超音波放出器ユニットＵＥＵは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの機械共振周波数とは異なる周波数の超音波信号を放出するように構成される。その上、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣが後で説明されるように無線タグの中に含まれる場合、超音波放出器ユニットＵＥＵは、無線タグの機械共振周波数とは異なる周波数の超音波信号を放出するように構成されることが同様に好ましい。異なるという用語は、機械共振周波数の比として表現されたこれらの周波数の間の差の絶対値が、好ましくは１０％、２０％、５０％又は１００％を超えることを意味する。上で記載した米国特許第３７１３１３３（Ａ）号で開示されている知られている位置追跡システムは、共振周波数が２０ｋＨｚ又は３０ｋＨｚである機械的に共振するタグを開示している。したがって本発明においては、このような機械的振動がＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによる所望の電気的変調を妨害する危険を防止するために、３０ｋＨｚを超える超音波周波数を使用することが有利であり得る。したがって本発明においては、図１の超音波放出器ユニットＵＥＵは、４０ｋＨｚ以上即ち≧４０ｋＨｚ、≧５０ｋＨｚ、≧７５ｋＨｚ、≧１００ｋＨｚ、≧２００ｋＨｚ、≧５００ｋＨｚ、≧１ＭＨｚ、≧２ＭＨｚ、≧５ＭＨｚ又は≧１０ＭＨｚである超音波周波数を放出するように構成されることが有利であり得る。超音波放出器ユニットと関連して使用される対応するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、任意選択で、上で開示した範囲未満即ち４０ｋＨｚ未満、等々である超音波信号を減衰させるように構成される電気フィルタを含むことができる。これは、漂遊超音波信号によるＲＦトランスポンダ回路のうかつな起動を防止するために使用することができる。
【００３０】
より詳細には、一例示的実施態様では、図１のＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、図２のＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって提供することができる。図２は、アンテナＡＮ、超音波検出器ＵＤ及び変調器ＭＯＤを含むＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを示している。図２のアンテナＡＮは、図１のＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって放出されたＲＦ信号を、図２のＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣにエネルギーを供給するための第１の電気信号に変換する。アンテナＡＮは、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥのアンテナに関連して上で説明したアンテナオプションのうちの１つによって提供することができる。したがってアンテナＡＮは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに無線電力を提供するように働く。好ましい実施形態では、アンテナＡＮは、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥ内の対応するインダクタから電力を受け取るように配置される導電コイルの形態のインダクタによって提供される。
【００３１】
図２の超音波検出器ＵＤは、受け取った超音波信号を第２の電気信号に変換するように構成される。したがって動作中、超音波検出器ＵＤは、図１の超音波放出器ユニットＵＥＵから超音波信号を受け取り、且つ、これらの信号を第２の電気信号に変換する。圧電、ピエゾ抵抗及び容量性検出器を含む様々なタイプの超音波検出器が図２の超音波検出器ＵＤとしての使用に適している。より詳細には、ＭＥＭＳ又はＣＭＵＴタイプの超音波検出器を同じく使用することができる。適切な圧電材料には、フッ化ポリビニリデンなどのポリマー圧電材料、フッ化ポリビニリデントリフルオロエチレンなどのＰＶＤＦコポリマー、又はＰ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＴＦＥ）などのＰＶＤＦターポリマーがある。ポリマー圧電材料は優れた柔軟性を提供し、したがって非平面トポグラフィを有する表面に共形で取り付けることができる。
【００３２】
図２の変調器ＭＯＤは、超音波検出器ＵＤによって生成された第２の電気信号を受け取り、且つ、第２の電気信号に基づいて変調されるＲＦ信号をアンテナＡＮに放出又は反射させるように構成される。言い換えると、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、受け取った超音波信号に基づいて電気的に変調されるＲＦ信号を放出又は反射するように配置される。
【００３３】
図１に戻ると、位置決定ユニットＰＤＵは、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤ及び超音波放出器ユニットＵＥＵと通信するように動作する。その上、位置決定ユニットＰＤＵは、超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴ１に基づいて、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するように構成される。好ましい構成では、位置決定ユニットＰＤＵは、超音波放出器ユニットＵＥＵを周期的にトリガして超音波信号を生成し、また、引き続いて、トリガ信号と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間を監視する。別の構成では、超音波放出器ユニットＵＥＵは、超音波信号を周期的に発行して位置決定ユニットＰＤＵに基準タイミング信号を提供し、それにより時間差ΔＴ１が決定される。他の構成も明らかに可能である。位置決定ユニットＰＤＵは、例えば電子回路機構又はプロセッサによって提供することができる。
【００３４】
図４は、図１のシステムＳＹと共に使用することができる位置決定方法の様々な方法のステップを示したものである。線形方式で示されているが、方法のステップのいくつかは同時に実行することができる。図４を参照すると、方法は以下のステップを有することができる。
Ｍ１：ＲＦ放出器ユニットＲＦＥに、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣにエネルギーを供給するためのＲＦ信号を放出させるステップ。
Ｍ２：ＲＦ検出器ユニットＲＦＤに、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を検出させるステップ。
Ｍ３：超音波放出器ユニットＵＥＵに、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を変調するための超音波信号を放出させるステップ。及び
Ｍ４：超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴ１に基づいて、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するステップ。
【００３５】
方法は、追加として、超音波放出器ユニットＵＥＵに、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を変調するための超音波信号を放出させる上記方法のステップの実施を有することができ、これにより、放出された超音波信号に応答して、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号が変調されることになる。
【００３６】
その上、上記方法のステップ及び／又は本明細書において開示されている他の方法のステップは、プロセッサ上で実行されると、プロセッサがこれらの方法のステップを実施することになる命令の形態で記録することができる。コンピュータプログラム製品は、専用ハードウェア並びに適当なソフトウェアと共同してソフトウェアを実行することができるハードウェアによって提供することができる。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又は複数の個別のプロセッサであって、そのうちのいくつかを共有することができる複数の個別のプロセッサによって提供することができる。その上、「プロセッサ」又は「コントローラ」という用語の明確な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアのみを指すものとして解釈してはならず、また、それらに限定されないが、デジタル信号プロセッサ「ＤＳＰ」ハードウェア、ソフトウェアを記憶するためのリードオンリメモリ「ＲＯＭ」、ランダムアクセスメモリ「ＲＡＭ」、不揮発性記憶装置、等々を暗に含むことができる。さらに、本発明の実施形態は、コンピュータ又は任意の命令実行システムによって使用するための、若しくはコンピュータ又は任意の命令実行システムと関連して使用するためのプログラムコードを提供するコンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体からアクセスすることができるコンピュータプログラム製品の形態を取ることができる。この説明の目的のために、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスによって使用するための、若しくは命令実行システム、装置又はデバイスと関連して使用するためのプログラムを含み、記憶し、通信し、伝搬し、又は輸送することができる任意の装置であってもよい。媒体は、電子、磁気、光、電磁、赤外線又は半導体のシステム、装置、デバイス又は伝搬媒体であってもよい。コンピュータ可読媒体の例には、半導体又は固体メモリ、磁気テープ、取外し可能コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ「ＲＡＭ」、リードオンリメモリ「ＲＯＭ」、剛体磁気ディスク及び光ディスクがある。光ディスクの現在の例には、コンパクトディスク−リードオンリメモリ「ＣＤ−ＲＯＭ」、コンパクトディスク−読出し／書込み「ＣＤ−Ｒ／Ｗ」、Ｂｌｕ−Ｒａｙ（商標）及びＤＶＤがある。
【００３７】
図１に示されているように、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を最終的に変調する超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間遅延は、本明細書においてはΔＴ１として定義される。時間遅延ΔＴ１は、超音波信号が超音波放出器ユニットＵＥＵからＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣまで移動するための時間期間と、変調されたＲＦ信号がＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣからＲＦ検出器ユニットＲＦＤまで移動するための時間期間との合計に等しい。ＲＦの３×１０８ｍ／ｓの伝搬速度と、空中における超音波の約３３０ｍ／ｓの伝搬速度との間の著しい相違のため、時間遅延ΔＴ１は、実質的に超音波信号が超音波放出器ユニットＵＥＵからＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣまで移動するための時間期間に等しい。したがって超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置、又はより詳細には超音波放出器ユニットＵＥＵとＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの間の範囲即ち距離は、この時間差ΔＴ１に基づいて決定することができる。これは、時間差ΔＴ１と、超音波放出器ユニットＵＥＵとＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの間の媒体中における超音波伝搬の速度とを掛け合わせることによって計算することができる。同様に、ＲＦの伝搬速度と、主として水をベースとする人体を含む他の媒体中における超音波の伝搬速度の大きな相違により、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣが一般に媒体中に浸された場合と同じ方式で、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定することができる。
【００３８】
例えば企図されている一構造では、超音波放出器ユニットＵＥＵとＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの間の距離は０．１５ｍであり、また、それらの間の媒体は、３ＭＨｚにおいて１４８０ｍ／ｓの超音波伝搬の速度を有する水である。ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣとＲＦ検出器ＲＦＤの間の例示的距離は０．２５ｍである。したがって時間差ΔＴ１は１０１マイクロ秒＋０．８ナノ秒であり、また、第１の項のみ、即ち１０１マイクロ秒に近似することができ、位置決め誤差は無視することができる。
【００３９】
別の構成では、上記時間差ΔＴ１に基づく代わりに、或いは全くこの時間差に基づくことに加えて、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置は、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの角位置を含むことができる。この角位置は、例えば超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出の方向に基づいて決定することができる。一例示的実施態様では、アレイ超音波放出器を有する超音波放出器ユニットＵＥＵを提供することが企図されている。このようなアレイ超音波放出器は、本明細書において説明されているタイプのビーム形成超音波画像化システムの超音波放出器アレイによって提供することができる。ビーム形成技法を使用して、超音波放出器ユニットＵＥＵに対する所定の放出角度を個々に有する複数のビームを生成するように複数の超音波放出器を構成することができる。引き続いて、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されたＲＦ信号における変調をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣがもたらした際に起動された特定のビームを識別することにより、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの角位置を決定することができる。
【００４０】
図９及び図１０を参照して後で説明される別の構成では、超音波放出器ユニットＵＥＵは複数の超音波放出器を含み、また、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置は、超音波放出器ユニットＵＥＵ内の複数の超音波放出器の各々による超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号におけるその対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴａ１．．ａｎのセットに基づいて決定される。
【００４１】
超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの角位置は、別法又は追加として、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ内の超音波検出器ＵＤの角感度に基づいて決定することも可能である。例えば音響スクリーニングを使用して、超音波検出器ＵＤが超音波信号に対して敏感である角範囲を制御することができる。その上、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ内の超音波検出器ＵＤの中に複数の超音波検出器要素を含むこと、及びアレイ内の個々の検出器要素によって検出される超音波信号のための所定の位相遅れを提供するように構成された位相調整ユニット、及び位相遅れ超音波信号の重み付きの和を提供するように構成された信号和ユニットを含むことが同じく企図されている。そのようにすることにより、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの角位置を決定するために、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ内の超音波検出器ＵＤの角感度を制御することができる。
【００４２】
図２のＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに戻ると、変調器ＭＯＤは、ｉ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の周波数の変更、ｉｉ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の位相の変更、ｉｉｉ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の振幅の変更、ｉｖ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号のパルスシーケンスの変更、ｖ）ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号中に符号化されるコードの変更の例示的技法のうちの１つを利用する電気回路又はプロセッサを含むことができる。これらの技法の組合せ又は全く他の変調技法も、変調器ＭＯＤによって実施することができる。好ましいことには変更されるパラメータは、所定の範囲全体にわたってアナログ形式で連続的に変更することができるが、複数の離散レベルのうちの１つの間でパラメータをデジタル切換えすることも同じく企図されている。図１の対応するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣも、当然、これらの変調技法のうちの１つ又は複数を同様に利用することができる。
【００４３】
上記変調技法は、ＲＦ信号のそれらの反射率を変調するか、又はそれらの放出されるＲＦ信号を変調するために、様々なＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ回路によって利用することができる。ＲＦ信号の反射率は、例えば負荷変調又は反射後方散乱などのＲＦＩＤ及びＮＦＣ分野で広く使用されている技法を使用して変調することができる。放出されるＲＦ信号は、ＮＦＣ分野からの回路などの他の知られている回路を使用して変調することができる。反射率及び放出変調技法は、一般にＲＦ通信分野で知られている原理を同じく使用することができる。したがって受動及び能動電子構成要素及び任意選択で１つ又は複数のプロセッサを含む様々な電子構成要素をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに使用することができる。本発明においては、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ回路は、検出された超音波信号に応答して所望の変調を提供する回路機構をさらに含む。
【００４４】
最初にＲＦトランスポンダ回路における反射率変調の使用を考察する。これは、上記ＲＦ変調スキームの各々と共に使用することができる。ここでは、ＲＦＩＤ分野で知られている負荷変調又は後方散乱放射変調の技法を使用することができる。負荷変調では、ＲＦ放出器ＲＦＥなどのＲＦ放出器は、ＲＦトランスポンダ回路に電力を供給するために使用されるＲＦフィールドを生成する。エネルギーは、ＲＦトランスポンダ回路の共振周波数と重畳する、ＲＦ放出器によって放出される周波数の帯域幅によって回路に伝達される。ＲＦトランスポンダ回路は、引き続いてこの電力を使用してその独自のインピーダンスを変調する。インピーダンス即ち負荷のこの変調は、ＲＦ放出器又はＲＦ検出器によって「観察される」。負荷の変調は、ＲＦ放出器又はＲＦ検出器に送信されることが望ましい所望の１ビット又は多重ビットコードに従ってなされる。本質的に、ＲＦトランスポンダ回路のＲＦ反射率は、そのインピーダンスを変調することによって変調される。反射率変調技法を利用する好ましい電気回路が図３に示されている。図３は、直列ＬＣＲ同調回路の一部を形成するバラクターダイオードＶＡＲ１によって変調が提供されるＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを示している。図３の直列ＬＣＲ同調回路は、式
【数１】
2019509854.tif 000003
に従って決定される共振周波数を有する。
【００４５】
図３では、超音波検出器ＵＤの容量及びバラクターダイオードＶＡＲ１の固有漂遊容量が式１における容量Ｃを提供する。超音波検出器、とりわけ容量性超音波検出器、磁気ひずみ検出器、ＭＥＭＳ及びＣＭＵＴ検出器は、このような漂遊容量を固有に有する。追加コンデンサを図３の回路に含み、共振周波数を調整することができる。バラクターダイオードＶＡＲ１は変調を実施し、バラクターは、その両端間のバイアス電圧ＶＤに応じて変化する容量を有する電子構成要素である。式１のインダクタンスＬは、図３のアンテナＡＮのインダクタンスによって提供される。この特定の回路では、アンテナＡＮは、ＲＦ放出器ＲＦＥからＲＦ信号を受け取り、且つ、ＲＦ信号をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣから反射する両方の働きをする。直列ＬＣＲ同調回路における抵抗は、構成要素を接続する電気導体の固有漂遊抵抗によって提供されるが、追加の専用抵抗を提供することも可能である。
【００４６】
動作中、図３の回路は、磁気結合、容量結合又はそれらの組合せによってアンテナＡＮを介してＲＦ放出器ＲＦＥからＲＦ信号を受け取る。したがってこれらのＲＦ信号、近距離フィールドに存在する場合はとりわけその磁気成分は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣにエネルギーを供給する。同調回路は、バラクターダイオードＶＡＲ１の両端間の電圧ＶＤが第１の電圧ＶＤ１である場合、上記式１によって統制される電気共振周波数、例えばＦＥｌＲｅｓ１を有する。電圧ＶＤは、少なくとも部分的に、超音波検出器ＵＤによって生成される電気信号によって制御される。有効な電力伝達を提供するために、好ましいことにはＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって放出されるＲＦ信号は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの電気共振周波数即ちＦＥｌＲｅｓ１と重畳する帯域幅を有する。超音波放出器ユニットＵＥＵからの超音波信号がない第１の動作モードでは、ＲＦ放出器ＲＦＥからのＲＦ信号によってエネルギーが供給される同調回路は、電気共振周波数ＦＥｌＲｅｓ１で共振する。この共振は、インピーダンスとしてＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって観察され、また、放出されたＲＦ信号の一部を反射するように動作する。ＦＥｌＲｅｓ１におけるこれらのＲＦ信号は、引き続いて、図１のＲＦ検出器ユニットＲＦＤなどの検出器によって検出することができる。超音波検出器ＵＤが超音波放出器ユニットＵＥＵから超音波信号を受け取ると、超音波検出器ＵＤによって生成される電気信号は、バラクターダイオードＶＡＲ１の両端間の電圧ＶＤを第１の電圧ＶＤ１から第２の電圧ＶＤ２に変更する。したがって同調回路は第２の電気共振周波数ＦＥｌＲｅｓ２を有し、これは式１に従って決定される。この第２の動作モードでは、同調回路は、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥによって放出されるＲＦ信号に異なるインピーダンスを提示し、したがってこれらの信号に異なる反射率を提示する。言い換えると、図３のＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ内のバラクターダイオードは、ＲＦ信号に対するＲＦトランスポンダ回路の反射率を変調する変調器として動作する。より詳細には、バラクターダイオードは、ＲＦトランスポンダ回路によって反射されるＲＦ信号の周波数及び振幅の両方を変調すると見なすことができる。
【００４７】
インダクタのための記号は、図３では式１のインダクタンスを表すように示されているが、このインダクタは、小さい又は寄生的なインダクタンス値を有する導体の短距離又はループの形態のアンテナＡＮによって提供することができることに留意されたい。詳細には、高い周波数では、このような導体の寄生インダクタンスは、典型的には、式１に従って所望のエネルギー伝達及び共振を提供するのに適している。
【００４８】
その上、図３は、反射率変調を提供するための特定の一電気回路を示したものにすぎない。反射率の所望の変化を提供するために共振即ち同調回路が離調される、図３の回路に対する代替回路を同じく使用することができる。これらは、受け取った超音波信号を超音波検出器が、バラクターダイオードの両端間の電圧を変更し、それにより回路の共振周波数を変更するために使用される電気信号に変換する並列ＬＣＲ共振回路を含む。その上、このような回路は、後で説明されるＦＥＴスイッチ及び抵抗などの追加電子構成要素を含むことができる。
【００４９】
図５Ａは、別の例示的ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを例示的ＲＦ放出器ＲＦＥ及び例示的ＲＦ検出器ＲＦＤと共に示したものである。図５Ａの回路は、負荷変調を使用してＲＦ信号に対するその反射率を変更する。図５Ａの回路では、発振器Ｏｓｃは、抵抗Ｒ０及びコンデンサＣ０によって放出器コイル即ちアンテナに結合されるＲＦ信号を生成する。コンデンサＣ０を使用して、コンデンサＣ０及び放出器コイルのインダクタンスによって画定される電気回路の共振周波数を調整することができる。発振器Ｏｓｃ、抵抗Ｒ０、コンデンサＣ０及び放出器コイルは、ＲＦ放出器ＲＦＥを形成する。動作中、放出器コイルは、発振磁界Ｈの形態でＲＦ信号を放射し、そのＲＦ信号の一部を、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの一部を形成する対応するレシーバコイル即ちアンテナＬ１に結合する。ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、検出されたＲＦ信号を整流し、且つ、平滑化して、端子Ｖｄｄ−Ｇｎｄの両端間に平滑化された電源を生成するダイオードＤ１及びコンデンサＣ２を含む。コンデンサＣ１を使用して、コンデンサＣ１及びコイルＬ１のインダクタンスによって画定される電気回路の共振周波数を調整することができる。したがって例示的ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、並列ＬＣＲ共振器の形態であり、また、Ｌ１及びＣ１の値によって部分的に決定される並列ＬＣＲ共振周波数を有することができる。端子Ｖｄｄ−Ｇｎｄは変調器ＭＯＤに電力を供給し、端子ＤＡＴにおけるそのデータ出力はＦＥＴスイッチＴ１を制御する。図５ＡのＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、上で説明した負荷変調原理を使用して、ＲＦ放出器ＲＦＥからのＲＦ放射がＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによってＲＦ検出器ＲＦＤに向かって後方に散乱するよう、ＲＦ信号に対するその反射率を変調する。その上、変調器ＭＯＤからの出力である端子ＤＡＴのデータはＦＥＴスイッチＴ１を切り換え、データに従って、ＲＦ検出器ＲＦＤから見た負荷インピーダンスを変更する。一実施態様では、端子ＤＡＴのデータは、図１の超音波放出器ユニットＵＥＵによって放出された検出された超音波信号に応答して変調器ＭＯＤによって出力される単一ビットのデータであってもよい。この実施態様では、変調器ＭＯＤは、例えば、所望の１ビットデータ即ち論理１又は論理０を端子ＤＡＴに生成するために、図５Ｂに示されているように直列に接続される超音波検出器ＵＤ及びＦＥＴスイッチＴ２を含む。変調器ＭＯＤの代替実施態様は、例えば、検出された超音波パルスによってそのようにトリガされると、多重ビットデータワード即ちコードをメモリから端子ＤＡＴへ直列に出力するように配置されるメモリ及びシフトレジスタを含むことができる。その上、デジタル切換えに加えて、ＦＥＴスイッチをアナログモードで使用して、入力超音波信号に応答して反射率のアナログ変化を提供することも可能である。別の実施態様では、それぞれ位相シフト変調又は周波数変調「周波数シフトキーイング」を介したＲＦ検出器ＲＦＤへの１ビット又は多重ビットデータ転送を実施するために、図５ＢのＦＥＴスイッチＴ２及び抵抗の例示的直列配置を図５Ａの回路に使用して、変調器ＭＯＤ内の電圧制御発振器又は移相器を制御することができる。本明細書において開示されている電子回路全体を通して、適切である場合、バイポーラスイッチを使用して、図に示されているＦＥＴスイッチと交換することができることに留意されたい。バイポーラスイッチが使用される場合、コイルＬ１を分路するのではなく、これらを回路内で直列に接続することはより適切であることは明らかであろう。したがって図５Ａのバイポーラスイッチのコレクタ及びエミッタ端子は、ＦＥＴトランジスタＴ１に対する代替として、ダイオードＤ１とコイルＬ１の間に直列に接続してもよく、超音波検出器はそのベースとエミッタの間に接続してもよい。
【００５０】
ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって反射されたＲＦ信号を検出するために、図５ＡのＲＦ検出器回路ＲＦＤは、帯域通過フィルタＢＰＦ、増幅器ＡＭＰ及び復調器ＤＥＭＯＤを含むことができる。上で概説したように、図５ＡのＦＥＴスイッチＴ１の切換えは、ＲＦ検出器ＲＦＤから見た負荷インピーダンスを変調する。この変調は、後方散乱放射の対応する変調、即ちＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって反射された放射の変調をもたらす。後方散乱放射は、変調されたＲＦ信号としてＲＦ放出器ＲＦＥのＲＦ放出器コイル即ちアンテナによって検出される。変調された信号は、妨害及び雑音を小さくするために帯域通過フィルタＢＰＦによってフィルタリングされ、増幅器ＡＭＰによって増幅され、また、端子ＤＡＴに生じた元の変調信号を端子ＤＡＴ’に提供するために引き続いて復調器ＤＥＭＯＤによって復調される。
【００５１】
引き続いて、超音波パルスを放出した超音波放出器ユニットＵＥＵとＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣとの間の範囲を決定するために、位置決定ユニットＰＤＵ内で、端子ＤＡＴ’における復調信号の検出と、図１の超音波放出器ユニットＵＥＵに超音波パルスを放出させた信号との間の時間遅延を計算することができる。図５Ａの復調回路ＤＥＭＯＤの選択は使用される変調タイプに対応し、また、上で参照したハンドブックに詳述されている様々な回路をこの目的のために選択して使用することができる。その上、図５Ａの実施態様では、ＲＦ放出器回路ＲＦＥ及びＲＦ検出器回路ＲＦＤはアンテナ即ちコイルを共有しているが、ＲＦ放出器回路ＲＦＥ及びＲＦ検出器回路ＲＦＤが個別のアンテナを有する他の実施態様を使用することも同じく可能である。
【００５２】
図５Ｂは、負荷変調を使用して後方散乱放射を変調する別の例示的ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを示したものである。図５ＢのＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、図５Ａの同じ名称のアイテムＲＴＣの代わりに使用して反射率変調を提供することができる。動作中、図５ＢのＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣのコイルＬ１は、図５Ａの磁界線Ｈをさえぎり、これらを電流に変換する。電流は、全波整流器ダイオードＤ１〜Ｄ４によって整流され、且つ、端子Ｖｄｄ−Ｇｎｄの両端間に平滑化された電源を生成するためにコンデンサＣ２によって平滑化される。図５ＢのＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、Ｌ１及びＣ１の値によって部分的に決定される共振周波数を有することができる。端子Ｖｄｄ−Ｇｎｄは変調器ＭＯＤに電力を供給する。変調器ＭＯＤのデータ出力端子ＤＡＴｍｏｄはＦＥＴスイッチＴ１を制御する。動作中、図５Ｂの回路は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって検出されるＲＦ信号の周波数の１／ｎである周波数の信号を提供するｎ分割カウンタＤＩＶ  Ｎ  ＣＴＲを含む。次に、この信号と端子ＤＡＴのデータとの論理的ＮＡＮＤを使用してＦＥＴスイッチＴ１を切り換え、図５Ａに示されているように、図５ＡのＲＦ検出器ＲＦＤから見た負荷インピーダンスを変更する。図に示されている実施態様では、端子ＤＡＴのデータは、超音波検出器ＵＤによって検出される超音波信号に応答して変調器ＭＯＤによって生成されるデータの単一ビットである。この場合、検出された超音波パルスは、ＦＥＴスイッチＴ２への入力にハイ信号をもたらす。これは次に端子ＤＡＴにロー信号をもたらす。複数の超音波パルスがＤＡＴを同じやり方で複数回にわたってトリガすることができる。そのようにすることにより、端子ＤＡＴの１ビットデータワード即ち論理１又は論理０は、ＦＥＴスイッチＴ１に図５ＡのＲＦ検出器ＲＦＤによって検出された後方散乱ＲＦ信号を変調させ、それにより超音波パルスがＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって検出されたＲＦ検出器ＲＦＤへの信号を変調させる。図５Ｂの実施態様では、ｎ分割カウンタは、検出された信号と放出された信号を同期させ、この同期は、ＲＤ検出器ＲＦＤにおける復調プロセスを補助する。詳細には、それは、ｎ分割された検出された周波数によって決定される周波数分離で２つの周波数シフト側波帯信号を提供し、側波帯信号の振幅は、端子ＤＡＴのデータ値によって制御される。したがって図５Ｂの回路は、周波数シフト側波帯信号の振幅変調を提供する。図５Ａに関連して説明したように、図５Ｂの回路の変形態様は、例えば、超音波検出器が超音波パルスを検出すると、多重ビットデータワード即ちコードを端子ＤＡＴに直列に出力するメモリ及びシフトレジスタを変調器ＭＯＤ内に含むことができる。別の実施態様では、それぞれ位相シフト変調又は周波数変調「周波数シフトキーイング」を介したＲＦ検出器ＲＦＤへの１ビット又は多重ビットデータ転送を提供するために、図５ＢのＦＥＴスイッチＴ２及び抵抗の例示的直列配置による超音波信号の検出を代わりに配置して、変調器ＭＯＤ内の電圧制御発振器又は移相器を制御することができる。
【００５３】
図６は、位相変調器回路の例示的略図を示したものである。図６の位相変調器回路を使用して、上で説明した変調器に対する代替として図５Ａ及び図５Ｂの変調器ＭＯＤを実施することができる。図６は、ＲＦ信号の位相が変調されるいわゆる位相シフトキーイングＰＳＫ技法を実施する。図６の回路は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって反射されるＲＦ信号の位相変調を実施するために超音波検出器ＵＤと接続することができる。図６の例示的回路には、図５Ａ及び図５Ｂの回路のいずれかから電力端子Ｖｄｄ及びＧｎｄに引き渡される整流された信号によって電力を供給することができる。図６では、ＲＦ発振器Ｏｓｃは、２つの相互位相シフト信号Ｃｏｓ（ｗｔ）及びＳｉｎ（ｗｔ）を提供する。信号掛算器Ｍ１、Ｍ２は、相互位相シフト信号にそれぞれ同相信号Ｉ（ｔ）及び直角位相信号Ｑ（ｔ）を掛け合わせる。次に、出力信号を端子Ｓｉｇ  Ｏｕｔに提供するために、掛算された信号がユニットＳｉｇｍａで合計される。端子Ｓｉｇ  Ｏｕｔは、図５Ａ又は図５Ｂのデータ端子ＤＡＴに対応する。同相信号Ｉ（ｔ）及び直角位相信号Ｑ（ｔ）は、２ビット直列−並列トランスデューサ２  Ｂｉｔ  Ｓｅｒ−Ｐａｒ  ｃｏｎｖから受け取られる。２ビット直列−並列トランスデューサ２  Ｂｉｔ  Ｓｅｒ−Ｐａｒ  ｃｏｎｖには、端子Ｂｉｎ  ｉ／ｐに１ビット又は多重ビットワードが入力され、また、所望の位相変調を端子Ｓｉｇ  Ｏｕｔに生成するために、連続入力ビットを出力Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）に分割する。図６の回路を使用して１ビットワードを送信するために、出力Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）に送られる信号は例えば同じであってもよい。ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの反射率を変調するために、図６の変調器の端子Ｂｉｎ  ｉ／ｐは、シフトレジスタ及び多重ビットワードを記憶するメモリによって図５ＢのＦＥＴスイッチＴ２の出力端子ＤＡＴに接続することができる。動作中、図５Ｂの超音波検出器ＵＤによって超音波パルスが検出されると、ＦＥＴスイッチＴ２の出力端子ＤＡＴは、メモリから図６の変調器の端子Ｂｉｎ  ｉ／ｐへのシフトレジスタを介した多重ビットワードの直列シフトをトリガする。図６の端子Ｓｉｇ  Ｏｕｔの引き続いて位相シフト変調された信号は、引き続いて、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって反射された信号を変調するために、図５Ａ又は図５ＢのいずれかのＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ内のＦＥＴスイッチＴ１をトリガすることができる。引き続いて、変調された信号が図５ＡのＲＦ検出器回路ＲＦＤによって検出され、また、送信されたコードが端子ＤＡＴ’で回復される。単一ビットコードは、この構造によって同じやり方で送信することができる。
【００５４】
したがって、上で説明したように、様々な電気回路をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって使用して、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって反射される信号を変調することができる。
【００５５】
上で説明した原理と同様の振幅変調、周波数変調、位相変調及び符号化の原理を同じく使用して、図１のＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣなどのＲＦトランスポンダ回路によって放出される信号を変調することができる。この文脈においては、ＲＦＩＤ及びＮＦＣの両方に使用するために知られている様々な電気回路を適合して、検出された超音波信号に応答して放出されるＲＦ信号の所望の変調を提供するために超音波検出器を含むべく、汎用電子回路設計実践を使用することができる。これらは、ＲＦ信号を連続的に放出する電気回路、検出された超音波信号に従って変更される放出されたＲＦ信号の変調、及び検出された超音波信号によってそのようにトリガされると、所定の変調を有するＲＦ信号を放出する電気回路を含むことができる。したがって「ＲＦＩＤ  ｈａｎｄｂｏｏｋ−Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ  ｓｍａｒｔ  ｃａｒｄｓ，  ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｎｅａｒ  ｆｉｅｌｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，  Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  Ｋｌａｕｓ  Ｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌｅｒ，  Ｇｉｅｓｅｃｋｅ  ＆  Ｄｅｖｒｉｅｎｔ  ＧｍｂＨ，  Ｍｕｎｉｃｈ，  Ｇｅｒｍａｎｙ，  ＷＩＬＥＹ，  ２０１０，  ＩＳＢＮ：  ９７８−０−４７０−６９５０６−７」及び「Ｔｈｅ  ＲＦ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｈａｎｄｂｏｏｋ，  ２００１，  Ｅｄｉｔｏｒ  ｉｎ  Ｃｈｉｅｆ  Ｍｉｋｅ  Ｇｏｌｉｏ，  ＣＲＣ  ｐｒｅｓｓ，  ＩＳＢＮ  １３：９７８−１−４２００−３６７６−３」などのハンドブックで知られている原理を適合して、検出された超音波信号に応答してＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出されるＲＦ信号の所望の周波数変調、位相変調又は符号化を含むことができる。本発明によれば、これらのＲＦトランスポンダ回路は、反射率変調に関連して説明されたように、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥをＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに対する電力源として使用する概念を共有しており、また、その変調は、超音波検出器ＵＤによって検出される超音波信号に応答して提供される。上で説明した反射率変調回路とは対照的に、放出されたＲＦ信号を変調するＲＦトランスポンダ回路は、結果として得られるＲＦ信号がＲＦ検出器ユニットＲＦＤの受信アンテナによって検出されるよう、十分な電流をそのアンテナＡＮ中に生成することができる。
【００５６】
その上、ＮＦＣの分野で使用される、米国特許出願公開第２０１１／００４３４２９（Ａ１）号及び米国特許出願公開第２０１０／０１６７６４４（Ａ１）号で開示されているような知られている電子トランシーバ及びトランスポンダ回路は、上で説明した回路と同様の方式で適合して、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出されるＲＦ信号の任意の所望の周波数変調、振幅変調、位相変調又は符号化を提供するために超音波検出器ＵＤを含むことができる。このようなＮＦＣタイプの回路では、ＮＦＣコミュニケータ間のデータの通信は、ＮＦＣコミュニケータ即ちＲＦ放出器ＲＦＥが通信されるべきデータを使用して変調される交番磁界を伝送し、また、受信ＮＦＣコミュニケータ即ちＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣが独自の変調された磁界を伝送又は生成することによって応答する「能動」通信モードを介したものであっても、或いは１つのＮＦＣコミュニケータ即ちＲＦ放出器ＲＦＥが交番磁界を伝送し、且つ、その磁界を維持し、また、応答ＮＦＣコミュニケータ即ちＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣが、通信されるべきデータを使用して自らが誘導結合される磁界を、例えば誘導結合上の負荷を変調すること即ち負荷変調によって変調する「受動」通信モードを介したものであってもよい。したがって反射したＲＦ信号を変調するための負荷変調と放出されたＲＦ信号の変調の組合せは、これらの回路によって同じく使用することができる。その上、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって反射又は放出されたＲＦ信号の所望の周波数変調、位相変調又は符号化を提供するために、任意の上記回路設計原理を要望に応じて組み合わせることも可能である。
【００５７】
図１に戻ると、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を検出する図１の対応するＲＦ検出器ユニットＲＦＤの設計は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって使用される特定の変調技法に明らかに対応する。位置決定ユニットＰＤＵは、引き続いて、時間差ΔＴ１を決定し、したがって超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するために、超音波放出器ユニットＵＥＵが対応する超音波信号を放出した時間、及び変調の何らかの変化の時間を監視する。したがってＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における変調の時間を検出するために、ＲＦ通信の分野で知られている様々な復調技法をＲＦ検出器ユニットＲＦＤ内に含むことができる。ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって変調されるのが、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の（ｉ）周波数である場合、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤは、例えば、検出されたＲＦ信号と、超音波信号がない場合にＲＦ検出器ユニットＲＦＤの期待されるＲＦ周波数に対応する周波数を有するＲＦ信号とを混合するように構成されるミクサーを備える復調器を含むことができる。混合の結果は、超音波信号がない場合はＤＣである差周波数を含む。超音波信号がＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって検出されると、差周波数はＤＣからシフトすることになる。したがって、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出の時間は、この差周波数の何らかの変化の時間を監視することによって決定することができ、したがって所望の時間差ΔＴ１を決定するために使用することができる。このような復調器は、電子回路機構によって、又はプロセッサによって提供することができる。
【００５８】
同様に、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって変調されるのが、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の（ｉｉ）位相である場合、いわゆる位相固定ループＰＬＬ又はロック−イン増幅器回路を含む様々な知られている位相検出技法を復調器に使用することができる。（ｉｉｉ）振幅変化を検出するために、復調器は、いわゆる位相固定ループＰＬＬ又はロック−イン増幅器を使用することができる。ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって変調されるのが、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の（ｉｖ）パルスシーケンスであるか、又は（ｖ）コードである場合、復調器は、例えば、振幅、周波数又は位相変調信号を回復するための同期検出回路、及び任意選択で、元のコードを回復するために、検出されたパルスシーケンスによってクロックされるシフトレジスタを含むことができる。この場合も、これらの技法のいずれにおいても、このような復調器は、電子回路機構によって、又はプロセッサによって提供することができる。
【００５９】
したがって要約すると、また、図１を参照すると、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号に基づいて、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹが提供される。システムは、ＲＦ放出器ユニットＲＦＥ、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤ、超音波放出器ユニットＵＥＵ及び位置決定ユニットＰＤＵを含む。ＲＦ放出器ユニットＲＦＥは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣにエネルギーを供給するためのＲＦ信号を放出するように構成される。ＲＦ検出器ユニットＲＦＤは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を検出するように構成される。超音波放出器ユニットＵＥＵは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を変調するための超音波信号を放出するように構成される。その上、位置決定ユニットＰＤＵは、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤ及び超音波放出器ユニットＵＥＵと通信するように動作し、また、超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴ１に基づいて、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するように構成される。
【００６０】
上で説明したＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、言及したように、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの決定された位置を介した広範囲にわたる様々な対象の追跡を容易にするために、それらの広範囲にわたる様々な対象に取り付けることができる。
【００６１】
一例示的実施態様では、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、基板に取り付けて、その基板を追跡するか、又はその基板が取り付けられる対象を追跡するかのいずれかを実施することができる。図７は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ及び基板Ｓを備える無線タグＷＴを示したものである。ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは基板Ｓに取り付けられる。図７のＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、アンテナＡＮ、変調器ＭＯＤ及び超音波検出器ＵＤを含む。その上、上で説明したように、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣがこのやり方で基板に取り付けられる場合、少なくとも１つのアンテナＡＮによって放出又は反射されるＲＦ信号の変調をもたらす被受信超音波信号の周波数、即ち超音波放出器ユニットＵＥＵによって放出又は反射される超音波信号の周波数は、無線タグ、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣ又は基板Ｓの機械共振周波数とは異なることが好ましい。そのようにすることにより、これらの要素における望ましくない超音波誘導機械振動が回避され、それによりこのような超音波誘導機械振動がＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって検出されるＲＦ信号の変調を妨害するのを防止する。異なるという用語は、機械共振周波数の比として表現されたこれらの周波数の間の差の絶対値が、好ましくは１０％、２０％、５０％又は１００％を超えることを意味する。その上、上で説明したように、このような望ましくない機械的振動は、４０ｋＨｚ以上の周波数を有する超音波信号を使用することにより、無線タグを使用して回避することができる。
【００６２】
別の例示的実施態様では、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、追跡されるべき対象に直接取り付けることができる。図８は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを含む医療用針ＮＤＬを示したものである。図８のＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、変調器ＭＯＤ及び超音波検出器ＵＤと共に医療用針ＮＤＬの周りに巻き付けられるうず巻線の形態の導体の形態のアンテナＡＮを含む。様々な接着、コーティング又は積層技法を使用してＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣを医療用針ＮＤＬに取り付けることができる。他の箇所で説明されているように、うず巻線導体の代わりに他のタイプのアンテナＡＮを使用することも可能である。
【００６３】
図９は、超音波放出器ユニットＵＥＵ２に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹ２を含む位置決定装置ＰＤＡ２の第２の実施形態をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣと共に示したものである。図９の位置決定装置ＰＤＡ２の特徴は、図１の位置決定装置ＰＤＡに関連して上で説明した特徴に対応する。さらに、図９の超音波放出器ユニットＵＥＵ２は、複数の超音波放出器ＵＥａ１．．ａｎを含み、また、位置決定ユニットＰＤＵ２は、超音波放出器ユニットＵＥＵ２内の複数の超音波放出器の各々による超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号におけるその対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴａ１．．ａｎのセットに基づいて、超音波放出器ユニットＵＥＵ２に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するように構成される。
【００６４】
動作中、図９の位置決定装置ＰＤＡ２は、図１に関連して説明したやり方とほとんど同じやり方で動作する。それに加えて、複数の超音波放出器ＵＥａ１．．ａｎの各々は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号、したがってＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって検出される信号における対応する変調をもたらす超音波信号を放出する。したがって超音波放出器は、図９に示されているように、対応する時間遅延ΔＴａ１．．ａｎのセットを生成する。三角測量を使用することにより、これらの時間遅延を使用して、超音波放出器ユニットＵＥＵ２に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置に関する追加位置情報を提供することができる。一例示的構成では、２つの空間的に分離された超音波放出器によって提供される時間遅延は、超音波放出器ユニットＵＥＵ２に関連してＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣがある弧を画定する。別の例示的構成では、１つの放出器が他の２つの放出器を通過する軸から離れて配置される３つの超音波放出器を使用することができる。三角測量を使用することにより、このような放出器構造によって提供される３つの対応する時間遅延を使用して、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣが超音波放出器ユニットＵＥＵ２に関連して寄り掛かる空間中の点を識別することができる。言い換えると、複数の放出器を使用して、超音波放出器ユニットＵＥＵ２に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの角位置を提供することができる。
【００６５】
超音波放出器ユニットＵＥＵ２内の超音波放出器の各々の間の区別を改善するために、ＵＥＵ２内の個々の超音波放出器を例えば逐次トリガしてその超音波信号を放出させることができる。別法として、ＵＥＵ２内の個々の超音波放出器に例えば他の超音波放出器によって放出される超音波信号とは異なる周波数、継続期間又はパルスシーケンスを有する超音波信号を放出させることも可能である。好ましいことには、超音波放出器ユニットＵＥＵ２内のすべての超音波放出器は共通のクロックに同期化される。部分的には、放出される個々の超音波信号は、基準時間点に対してトレースすることができるため、共通のクロックの使用は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号の回復を改善することができる。
【００６６】
図９に関連して説明した超音波放出器ユニットＵＥＵ２は、上で説明したように配置される複数の個別の超音波放出器によって提供することができる。好ましい構成では、図９の超音波放出器ユニットＵＥＵ２は、複数の超音波放出器ＵＥａ１．．ａｎを含む超音波画像化プローブによって提供される。２Ｄ画像化プローブ、３Ｄ画像化プローブ、経食道ＴＥＥプローブ、経胸壁ＴＥＥプローブ、経鼻ＴＮＥプローブ、心臓内ＩＣＥプローブなどの超音波画像化プローブは、従来、超音波放出器の１Ｄ線形アレイ又は２Ｄアレイのいずれかを含む。したがって超音波画像化プローブの超音波放出器を使用して、上で説明した所望の時間差ΔＴａ１．．ａｎのセットを生成することができる。
【００６７】
超音波画像化プローブは、関心領域を探針するために、典型的にはビーム形成技法を使用して複数の超音波ビームを生成する。図９の超音波放出器ユニットＵＥＵ２又は全く図１の超音波放出器ユニットＵＥＵとしてのこのようなビーム形成超音波画像化プローブの使用は、超音波放出器ユニットに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するための他の可能性を提供する。次に、図１０に示されている第３の実施形態を参照してこれらの可能性について説明する。
【００６８】
図１０は、超音波放出器ユニットＵＥＵ３に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹ３を含む位置決定装置ＰＤＡ３の第３の実施形態をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣと共に示したものである。ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣは、図１０の例示的医療用針ＮＤＬに取り付けられ、また、医療用針の位置をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの決定された位置を介して追跡するために使用することができる。医療又は介在デバイスを含む他の対象を医療用針ＮＤＬと同じやり方で追跡することができることは明らかである。図１０の超音波放出器ユニットＵＥＵ３は、ビーム形成超音波画像化システムの超音波画像化プローブによって提供され、また、例えば上で説明した画像化プローブタイプのうちの１つであってもよい。このようなビーム形成超音波画像化システムは、関心領域ＲＯＩに対応する超音波画像を提供するために、図１０には示されていない超音波放出器のアレイＵＥａ１．．ａｎを使用して複数の超音波ビームＢａ１．．ａｎを生成する。
【００６９】
図１０の超音波放出器ユニットＵＥＵ３は、従来の超音波画像化プローブに対応し、また、図には示されていないが、ビームＢａ１．．ａｎ中に超音波信号を生成し、且つ、ビームＢａ１．．ａｎ中の超音波信号を検出するために、超音波放出器ユニットＵＥＵ３によって送信又は受信される信号を増幅し及び／又はその位相を調整するように構成される電子ドライバ及びレシーバ回路機構を含むことができる。
【００７０】
動作中、図１０の位置決定ユニットＰＤＵ３を使用して、超音波放出器ユニットＵＥＵ３に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を介して医療用針ＮＤＬの位置を追跡することができる。この位置は、超音波放出器ユニットＵＥＵ３とＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの間の範囲即ち距離、及び／又は超音波放出器ユニットＵＥＵ３に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの角位置を含むことができる。範囲即ち距離Ｄａｋは、特定のビームｋに対応する超音波放出器ユニットＵＥＵ３による超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴａｋに基づいて決定することができる。言い換えると、これは、これが特定の超音波ビームｋに対して実施されることを除き、図１に関連して説明した方式と同様の方式で決定される。超音波放出器ユニットＵＥＵ３に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの角位置は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣがＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって検出されたＲＦ信号における対応する変調の時間に配置された特定の超音波ビームＢａｋを識別することによって決定することができる。
【００７１】
より詳細には、超音波放出器ユニットＵＥＵ３に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの角位置は、超音波放出器ユニットＵＥＵ３によって放出される超音波信号とＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって検出される変調されたＲＦ信号とを相関させることによって決定することができる。実際的な面では、この相関は、
ビーム形成超音波画像化プローブＵＥＵ３の複数の超音波ビームＢａ１．．ａｎ内のＲＦトランスポンダ回路に対する可能な位置のマトリックスを構築するステップと、
可能な位置毎に、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって検出されたＲＦ信号の変調の測定された大きさ及び／又は時間差ΔＴａｋと、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤによって検出されたＲＦ信号の変調の期待された大きさ及び／又は時間差ΔＴａｋとをそれぞれ比較するステップと、
比較するステップに基づいて、ＲＦトランスポンダ回路に対する可能な位置のマトリックスから最も期待できそうな位置を識別するステップと
を含むことができる。
【００７２】
ＲＦ検出器の位置を決定するための他の方法及びアルゴリズムを同じく使用して上記相関を実施することも可能である。
【００７３】
超音波放出器ユニットＵＥＵ３に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置をこのようにして決定することにより、最も期待できそうな位置を超音波放出器ユニットＵＥＵ３によって提供される関心領域ＲＯＩの対応する超音波画像の中に示すことができる。位置は、ビーム形成超音波画像化システムのビームＢａ１．．ａｎに関連して決定されるため、有利にはＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置には超音波画像が自己参照される。
【００７４】
図１１は、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹ４を含む位置決定装置ＰＤＡ４の第４の実施形態をＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣと共に示したものである。図１に関連して説明した位置決定装置ＰＤＡと比較すると、位置決定装置ＰＤＡ４は、追加として第２のＲＦ検出器ユニットＲＦＤ２を含む。ＲＦＤ２は、図１に関連して説明されたＲＦ検出器ユニットＲＦＤと同じやり方で動作し、また、好ましいことにはＲＦ検出器ユニットＲＦＤに対して別々に配置される。図１に関連して説明した位置決定ユニットＰＤＵと比較すると、位置決定ユニットＰＤＵ４は、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤ及び少なくとも第２のＲＦ検出器ユニットＲＦＤ２に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するようにさらに構成される。この位置は、超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴ１と、超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、少なくとも第２のＲＦ検出器ユニットＲＦＤ２による、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調の検出との間の時間差ΔＴ２との間の時間遅延ΔＴ３に基づく。さもなければ図１１のアイテムは、図１における対応するアイテムと同じやり方で動作する。
【００７５】
したがって使用中、図１１の実施形態は、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するだけでなく、図１１のΔＴ１とΔＴ２の間の時間遅延を使用して、ＲＦ検出器ユニットＲＦＤ及びＲＦＤ２に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を提供する。時間遅延ΔＴ３は、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣとＲＦ検出器ユニットＲＦＤ、ＲＦＤ２の間の距離Ｄ３の差を示す。ＲＦ検出器ユニットは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号に応答するため、距離Ｄ３は、時間遅延ΔＴ３と光の速度を掛け合わせることによって決定することができる。そのようにすることにより、ＲＦ検出器ＲＦＤ及びＲＦ検出器ＲＦＤ２の所定の位置に基づいて、ＲＦトランスポンダ回路の改善された位置決めを提供することができる。
【００７６】
図１２は、超音波放出器ユニットＵＥＵ、無線ユニット追跡システムＷＵＴＳ、及びＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣとフィデューシャルＦＩＤ又はトランシーバユニットＴＵとを含む無線ユニットＷＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムＳＹを含む追跡装置ＴＡを示したものである。図１２のシステムＳＹは、図１を参照して上で説明したシステムに対応し、また、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するやり方と同じやり方で動作する。図１と比較すると、追加フィデューシャルＦＩＤ又はトランシーバユニットＴＵは、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣに対して固定された位置に保持され、その２つのユニットが無線ユニットＷＵを画定する。したがってその２つのユニットは互いに機械的に接続される。フィデューシャルＦＩＤが無線ユニットＷＵ内に使用される場合、フィデューシャルは、磁気追跡システム、又は、光、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴの画像化システムによって追跡されることができる任意のデバイスであってもよい。このようなフィデューシャルの例には、磁石、電磁石、光逆反射体、可視又は赤外線ＬＥＤなどの光放出器、金、炭素及びポリマーでできたものなどの超音波反射率シグネチャを提供するように構成された超音波フィデューシャル、それらのハウンスフィールド単位吸収によってＸ線又はＣＴ画像中で検出することができ、また、典型的には金又は炭素などの材料で形成される「シード」又はコイル、及びＰＥＴ又はＳＰＥＣＴの画像化システムの核画像中で検出することができる放射性マーカーがある。トランシーバユニットＴＵが無線ユニットＷＵ内に使用される場合、これは、プローブ信号を受け取り、また、それに応答して、超音波、電磁、ＲＦ、マイクロ波、赤外線及び光放射のうちの１つ又は複数の戻り信号を放出することができる任意のユニットであってもよい。このようなトランシーバユニットは、典型的には電子回路の形態である。一例では、トランシーバユニットＴＵは、ＲＦＩＤ又はＮＦＣ通信原理に従って動作するＲＦトランシーバである。したがってトランシーバユニットＴＵは、受け取った電磁プローブ信号に応答して負荷変調を実施する受動ＲＦＩＤタグを含むことができる。対応するトランシーバ追跡ユニットＴＴＵは、ＲＦＩＤタグの共振周波数の電磁信号を生成し、また、信号強度又は上で説明した飛行の時間に基づいてフィデューシャルに対する範囲を検出する電子回路を含むことができる。フィデューシャルの位置を三角測量するために、複数のこのようなフィデューシャル追跡システムＦＴＳ発生器及び／又は検出器を空間的に分離された構成で配置することができる。別の例では、トランシーバユニットＴＵは、所定の周波数の超音波プローブパルスを受け取ると、その位置を示すために超音波、光又はＲＦ戻りパルスを放出する超音波検出器を含む。別の実施態様では、トランシーバユニットＴＵは、超音波信号に敏感であり、また、超音波に応答して超音波戻り信号を生成する能動電子回路を含むことができる。対応するトランシーバ追跡ユニットＴＴＵは、プローブ信号を生成する信号発生器、及び検出された戻り信号を増幅する対応する検出器回路を含むことができる。トランシーバ追跡ユニットＴＴＵとトランシーバユニットＴＵの間の範囲は、トランシーバ追跡ユニットＴＴＵとトランシーバの間の範囲の２倍を示す、生成された信号と検出された信号の間の飛行の時間に基づいて決定することができる。超音波信号の伝搬の速度は、有利には低コスト電子工学で測定可能な時間遅延をもたらす。それぞれの飛行の時間に基づいてトランシーバの位置を三角測量するために、空間的に分離された構成でいくつかのこのような検出器及び／又は発生器回路を配置することができる。
【００７７】
図１２の無線ユニット追跡システムＷＵＴＳは、フィデューシャルＦＩＤ又はトランシーバユニットＴＵの位置を追跡するための対応する追跡システム、即ちフィデューシャル追跡システムＦＴＳ又はトランシーバ追跡ユニットＴＴＵを含む。フィデューシャル追跡システムＦＴＳ又はトランシーバ追跡ユニットＴＴＵは、相応じてｉ）フィデューシャル追跡システムＦＴＳとフィデューシャルＦＩＤの間、又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットＴＴＵとトランシーバユニットＴＵの間で送信される信号に基づいて無線ユニットＷＵの位置を決定するように構成される。フィデューシャル追跡システムＦＴＳが使用される場合、これは、フィデューシャルＦＩＤの位置を含む画像を提供するように構成される磁気追跡システム、又は、光、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴの画像化システムのいずれかである。例えばＬＥＤフィデューシャルが使用される場合、光追跡システム又はカメラをベースとする追跡システムを使用して、光画像中のＬＥＤフィデューシャルの角位置を識別することができる。ＬＥＤフィデューシャルの周りに配置された複数のこのようなカメラを使用して、三角測量を介してフィデューシャルの三次元位置を決定することができる。磁気追跡システムを使用して、磁気又は電磁石フィデューシャルＦＩＤの位置を含む磁気画像即ち２Ｄ又は３Ｄマップを提供することができる。トランシーバ追跡ユニットＴＴＵが使用される場合、これを使用して配向及び／又はトランシーバ追跡ユニットＴＴＵとトランシーバユニットＴＵの間の範囲を決定することができる。これは、例えばトリガ放射の放出と、トリガ放射に応答してトランシーバユニットＴＵから受け取られる放射の検出との間の時間遅延に基づくことができる。その上、位置は、追加又は別法として、トランシーバユニットＴＵから受け取られる放射の強度に基づくことも可能であり、或いはその位置は、トランシーバユニットＴＵから受け取られる放射を検出するための複数の個別の検出器を使用することによって三角測量することができる。ＲＦＩＤ又はＮＦＣ通信原理に従って動作するトランシーバユニットＴＵの上記例を継続すると、複数のＲＦＩＤリーダユニットを使用することによってトランシーバユニットの位置を三次元で三角測量することができる。
【００７８】
要約すると、したがって２つの個別の追跡システム、即ち無線ユニット追跡システムＷＵＴＳ及び位置決定ユニットＰＤＵによって図１２の無線ユニットＷＵを追跡することができる。これを使用して冗長性を提供することができる。
【００７９】
一例示的実施態様では、図１２の追跡装置ＴＡを使用して２つの画像を位置合わせ（レジストレーション）することができる。この実施態様では、超音波放出器ユニットＵＥＵは、超音波フィールド座標系ＵＦＣＳを有する超音波画像化プローブである。したがって超音波画像化プローブは第１の画像を提供することができる。超音波フィールド座標系ＵＦＣＳは、例えば超音波放出器ユニットＵＥＵ上の点に対して画定することができ、また、例えば極、デカルト又は任意の他の座標系で決定することができる。その上、図１２のフィデューシャル追跡システムＦＴＳは、第２の画像を提供するように構成される磁気追跡システム、又は、光、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴの画像化システムであってもよい。２つの画像は、追跡装置ＴＡを制御するプロセッサ上で実行するための命令としてコンピュータ可読記憶媒体上に記憶することができる以下の方法のステップ、
−  超音波画像化プローブを使用して、超音波フィールド座標系ＵＦＣＳで超音波画像を生成するステップ、
−  フィデューシャル追跡システムＦＴＳを使用して、フィデューシャルＦＩＤの位置を含む、磁気、光、超音波、Ｘ線、ＣＴ、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴの画像を生成するステップ、
−  ＲＦ放出器ユニットＲＦＥに、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣにエネルギーを供給するためのＲＦ信号を放出させるステップ、
−  ＲＦ検出器ユニットＲＦＤに、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を検出させるステップ、
−  超音波放出器ユニットＵＥＵに、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を変調するための超音波信号を放出させるステップ、
−  超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴ１に基づいて、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するステップ、
−  超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの決定された位置に基づいて、また、フィデューシャル追跡システムＦＴＳによって生成された画像中のフィデューシャルＦＩＤの位置に基づいて、超音波フィールド座標系ＵＦＣＳをフィデューシャル追跡システムＦＴＳの座標系に移すことにより、超音波画像をフィデューシャル追跡システムＦＴＳによって生成される画像にマッピングするステップを使用して位置合わせすることができる。
【００８０】
図１３は、システムＳＹを含むレジストレーション装置ＲＡであって、システムＳＹの超音波放出器ユニットＵＥＵがフィデューシャルＦＩＤ又はトランシーバユニットＴＵと、対応するフィデューシャル追跡システムＦＴＳ又はトランシーバ追跡ユニットＴＴＵを有する超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵとを含むレジストレーション装置ＲＡを示したものである。図１３のシステムＳＹは、図１を参照して上で説明したシステムに対応し、また、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するやり方と同じやり方で動作する。図１３に示されているように、システムＳＹの超音波放出器ユニットＵＥＵは、追加としてｉ）フィデューシャルＦＩＤ又はｉｉ）トランシーバユニットＴＵを含む。フィデューシャル／トランシーバユニットは、超音波放出器ユニットＵＥＵに機械的に接続される。フィデューシャルＦＩＤが使用される場合、フィデューシャルは、光画像化システムによって追跡されるのに適した任意のフィデューシャルであってもよい。適切なフィデューシャルについては、図１２に関連して上で説明されている。別法として、図１２に関連して説明したトランシーバユニットＴＵを使用することも可能である。図１３のレジストレーション装置ＲＡは、相応じてｉ）フィデューシャル追跡システムＦＴＳとフィデューシャルＦＩＤとの間、又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットＴＴＵとトランシーバユニットＴＵとの間で送信される信号に基づいて超音波放出器ユニットＵＥＵの位置を決定するように構成される対応するｉ）フィデューシャル追跡システムＦＴＳ又はｉｉ）トランシーバ追跡ユニットＴＴＵを有する超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵを同じく含む。トランシーバ追跡ユニットＴＴＵは、図１２に関連して説明した対応するユニットのうちの任意のユニットであってもよい。図１３のフィデューシャル追跡システムＦＴＳは光画像化システムであり、また、フィデューシャルＦＩＤの位置を含む画像を提供するように構成される。
【００８１】
図１３を参照すると、いくつかの実施態様では、超音波放出器ユニットＵＥＵの座標系で決定されたＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵの座標系にマッピングすることは有用であり得る。超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵの座標系は、広域参照座標系として働くことができる。これは、例えば超音波放出器ユニットＵＥＵが例えば超音波画像化プローブなどの移動ユニットである場合に有用である。したがって図１３のレジストレーション装置ＲＡを制御するプロセッサに使用するためのコンピュータ実施マッピング方法が開示される。この方法は、例えば上で説明した位置決定ユニットＰＤＵによって使用される位置決定方法を実施する同じプロセッサ又は個別のプロセッサによって実施することができる。一実施態様では、図１３の超音波放出器ユニットＵＥＵは、図１２に関連して説明した超音波フィールド座標系ＵＦＣＳを有する超音波画像化プローブであってもよい。図１３のレジストレーション装置ＲＡを使用して、超音波放出器ユニットＵＥＵの座標系ＵＦＣＳで決定されたＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵの座標系ＵＬＤＵＣＳ中にマッピングすることができる。座標系システムＵＬＤＵＣＳは、極、デカルト又は任意の他の座標系であってもよく、また、ＵＦＣＳの基準点とは異なる基準点を有することができる。座標系システムＵＬＤＵＣＳは例えば固定基準点を有することができ、一方、座標系ＵＦＣＳは、とりわけ移動超音波画像化プローブに関連して画定される場合、空間中を移動することができる。図９を参照して説明したように、図９の超音波放出器ユニットＵＥＵ２が超音波画像化プローブである場合、ＵＥＵ２を使用して、超音波放出器ユニットＵＥＵ２内の複数の超音波放出器ＵＥａ１．．ａｎの各々による超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号におけるその対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴａ１．．ａｎのセットに基づいて、超音波放出器ユニットＵＥＵ２に対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を正確に決定することができる。コンピュータ実施マッピング方法は、
−  超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵのトランシーバ追跡ユニットＴＴＵから、トランシーバユニットＴＵからの戻り信号を生成するためのプローブ信号を送信するステップと、
−  トランシーバ追跡ユニットＴＴＵを使用して、送信されたプローブ信号に応答して生成された戻り信号を検出するステップと、
−  プローブ信号及び戻り信号に基づいて、超音波放出器ユニット位置決定ユニットの座標系ＵＬＤＵＣＳにおける超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵに対する超音波放出器ユニットＵＥＵ、ＵＥＵ２、ＵＥＵ３の位置を計算するステップと、
−  超音波放出器ユニット位置決定ユニットＵＬＤＵに対する超音波放出器ユニットＵＥＵの位置に基づいて、超音波フィールド座標系ＵＦＣＳにおけるシステムＳＹの位置決定ユニットＰＤＵによって決定された、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を、超音波放出器ユニット位置決定ユニットの座標系ＵＬＤＵＣＳにマッピングするステップと
を有することができる。
【００８２】
要約すると、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するためのシステムであって、超音波放出器ユニットＵＥＵによって放出される超音波信号が、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号を変調するシステムが説明された。引き続いて超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置が、超音波放出器ユニットＵＥＵによる超音波信号の放出と、ＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣによって放出又は反射されるＲＦ信号における対応する変調のＲＦ検出器ユニットＲＦＤによる検出との間の時間差ΔＴ１に基づいて決定される。
【００８３】
以上、本発明について、様々な医療デバイスに関連して、図面及び上記説明の中で詳細に例証し且つ、説明したが、このような例証及び説明は、制限的なものではなく、例証的又は例示的なものであると見なされるべきであり、本発明は、開示された実施形態に限定されず、一般に対象の位置を決定するために使用することができる。その上、本明細書において例証された様々な例及び実施形態は、超音波放出器ユニットＵＥＵに対するＲＦトランスポンダ回路ＲＴＣの位置を決定するための様々なデバイス及び方法を提供するために組み合わせることができることを理解されたい。
【図１】
2019509854.tif 000004
【図２】
2019509854.tif 000005
【図３】
2019509854.tif 000006
【図４】
2019509854.tif 000007
【図５Ａ】
2019509854.tif 000008
【図５Ｂ】
2019509854.tif 000009
【図６】
2019509854.tif 000010
【図７】
2019509854.tif 000011
【図８】
2019509854.tif 000012
【図９】
2019509854.tif 000013
【図１０】
2019509854.tif 000014
【図１１】
2019509854.tif 000015
【図１２】
2019509854.tif 000016
【図１３】
2019509854.tif 000017
【国際調査報告】
2019509854.tif 000018
2019509854.tif 000019
2019509854.tif 000020
2019509854.tif 000021